Światowit XXXIX Andrzej Bluszcz, Mieczysław F. Pazdur Politechnika Śląska, Instytut Fizyki, Zakład Zastosowań Radioizotopów PORÓWNANIE TYPOLOGICZNEGO DATOWANIA CERAMIKI Z WYNIKAMI FIZYCZNYCH METOD DATOWANIA Streszczenie Wyniki otrzymane przy pomocy dwóch niezależnych metod datowania bezwzględnego, kalibrowanego datowania radiowęglowego (C14) i datowania termoluminescencyjnego (TL), porównano z tradycyjnym datowaniem na podstawie dowodów archeologicznych i stratygrafii Porównanie przeprowadzone dla trzech wielofazowych stanowisk archeologicznych pokazuje, że w niektórych przypadkach datowanie archeologiczne nie jest wystarczająco precyzyjne do wydzielenia wszystkich okresów zasiedlania stanowiska. WSTĘP Zdarza się, gdy datowane są metodami fizycznymi próbki pochodzące ze stanowisk archeologicznych, zwłaszcza takich o bardziej złożonej stratygrafii i chronologii, że część wyników nie zgadza się z ramami chronologicznymi ustalonymi na podstawie tradycyjnych metod archeologicznych, np. na podstawie typologicznego datowania ceramiki. Mogą być po temu liczne powody i w szczególności nie można arbitralnie wykluczać błędnych wyników metod fizycznych. W praktyce polskiej archeologii najczęściej jest używana metoda radiowęglowa. W konwencjonalnej wersji metoda węgla С14 nie dostarcza dat bezwzględnych, ale dostępne już skale kalibracyjne pozwalają na przeliczenie dat konwencjonalnych na kalendarzowe. Niestety, dla niektórych okresów przeszłości kalibracja nie daje jednoznacznych wyników, a dla niektórych próbek może nie być bezpo- 182 średniego powiązania ze zdarzeniami archeologicznymi.
Porównanie typologicznego datowania... Drugą metodą, coraz bardziej popularną, jest termoluminescencyjne datowanie obiektów ceramicznych znajdywanych w wykopaliskach archeologicznych. Metoda TL pozwala na datowanie bezwzględne obiektów bezpośrednio związanych z przeszłymi kulturami, jednak procedura datowania jest znacznie bardziej skomplikowana, a dokładność gorsza. Kiedy obie metody są jednocześnie stosowane w celu datowania tego samego kontekstu archeologicznego, mogą, do pewnego stopnia, zapewnić wzajemną kontrolę swoich wyników. Ma to istotne znaczenie w przypadku datowania stanowisk o skomplikowanej stratygrafii, wielokrotnie zasiedlanych w różnych okresach i zasobnych w artefakty należące do różnych kultur archeologicznych. W artykule przedstawiono trzy przykłady użycia tych metod do datowania próbek z dobrze rozpoznanych stanowisk archeologicznych. Wyniki datowań porównano następnie z chronologią ustaloną przez archeologów. We wszystkich przypadkach próbki nadesłano do datowania wraz z informacjami dotyczącymi ich pozycji stratygraficznej, przynależności do określonej warstwy kulturowej oraz, dla próbek ceramiki, klasyfikacji typologicznej. Datowania radiowęglowe i termoluminescencyjne zostały wykonane w laboratoriach Zakładu Zastosowań Radioizotopów Instytutu Fizyki Politechniki Śląskiej. WYNIKI DATOWAŃ TL I C14 Stanowisko Wolin-Port Stanowisko archeologiczne w Wolinie ma chronologię bardzo dobrze ustaloną na podstawie świadectw archeologicznych i historycznych oraz wielu wyników datowania radiowęglowego (Pazdur et al.. 1994a). Próbki ceramiki zostały pobrane z wykopu nr 8 usytuowanego nad pozostałościami wczesnośredniowiecznego portu i z jednej warstwy kulturowej należącej do serii datowanej na IX i X wiek AD. Wyniki datowania TL ośmiu fragmentów ceramiki i sześć rezultatów datowania С14 są zawarte w tabelach 1 i 2. Stanowisko Haćki Grodzisko w Haćkach było intensywnie datowane metodą radiowęgla (Pazdur et al., 1994b), jednak wyniki uzyskane w czasie 183
Andrzej Bluszcz, Mieczysław F. Pazdur Tabela 1 Stanowisko Wolin, wyniki datowania TL Nr laboratoryjny Dawka roczna AD Wiek Tl- [mgy/a] [Gy] Pat BP] Typ 1 GdTL-179 4,11 ±0,21 3,4 ±0,7 791 ±170 M 2 GdTL-180 3,64 ±0,18 6,1 ±0,1 1650 ±90 M 3 GdTL-181 3,36 ±0,17 5,4 ±0,7 1560 ±220 M 4 GdTL-182 3,07 ±0,16 3,7 ±0,6 1181 ±210 M 5 GdTL-183 3,64 ±0,18 4,8 ±0,3 1409 ± 110 M 6 GdTL-184 3,53 ±0,18 6,0 ±0,5 1665 ± 170 M 7 GdTL-185 3,93 ±0,20 5,0 ±0,7 1238 ±190 M 8 GdTL-186 3,56 ±0,18 4,7 ±0,8 1293 ±230 M M - ceramika zidentyfikowana jako wczesnośredniowieczna (IX-X wiek AD). Tabela 2 Stanowisko Wolin, konwencjonalne daty См Lp. Nr laboratoryjny Wiek См Kontekst kulturowy [lat BP] warstwa okres 1 Gd-1953 1360 ±140 XIX IX wiek AD 2 Gd-2477 1060±140 Xlt-XIV X wiek AD 3 Gd-1961 1090 ± 140 XII-XIV 4 Gd-3234 1180 ± 140 XVII 5 Gd-3156 1420 ±135 XVII 6 Gd-3153 1605 ±135 XVIII pierwszego etapu badań nie zgadzały się z archeologiczną interpretacją chronologii stanowiska (Kobyliński, 1989). W tej sytuacji, we współpracy z zespołem archeologicznym, pobrano do badań dodatkowo 17 fragmentów ceramiki. Każdy fragment ceramiki poddano na miejscu oględzinom i identyfikacji typologicznej. Cztery fragmenty zidentyfikowano jako ceramikę kultury pomorskiej (III-II w. ВС; tutaj typ A), dwanaście zidentyfikowano jako ceramikę wczesnośredniowieczną (VI-VII w. AD), a jeden pozostał niezidentyfikowany. Datowania TL szesnastu próbek zakończyły się określeniem wieku, przy czym dla dziewięciu spośród nich obserwowano podwójne plateau" umożliwiające podwójne datowanie. Autor datowań interpretuje podwójne plateau" jako rezultat dwukrotnego wypalenia -J g4 ceramiki, z któiych późniejsze było związane z podgrzaniem ceramiki
Porównanie typologicznego datowania.., do niższej temperatury i usunęło tylko część wcześniejszej TL. Możliwość takiej interpretacji potwierdza to. że daty odpowiadające niskotemperaturowemu plateau występują łącznie z normalnymi" oraz tworzą własną grupę około 1100 AD. Wyniki datowania termoluminescencyjnego przedstawiono w tabeli 3, a wyniki datowania metodą radiowęgla w tabeli 4. Szczegółowe dane o tych datowaniach można znaleźć w artykułach Bluszcz i Pazdur (1994) oraz Pazdur et al. (1994b). Stanowisko Kamieniec Stanowisko archeologiczne w Kamieńcu obejmuje osadę kultury łużyckiej (okres halsztacki C-D) z późniejszym, wczesnośredniowiecznym grodziskiem. Datowanie archeologiczne (Abłamowicz, 1991) wyróżnia dwa główne okresy zasiedlenia: fazę prehistoryczną datowaną na VII do V wieku ВС i fazę wczesnośredniowiecznego grodziska obronnego datowanego na VIII-IX wiek AD. Do datowania metodą TL pobrano 13 fragmentów ceramiki z obu warstw kulturowych, a do datowania metodą C14 7 próbek organicznych drewna i kości. Wyniki datowania TL zamieszczono w tabeli 5. a wyniki metody С14 w tabeli 6. Szczegóły datowania obiema metodami zawiera artykuł Abłamowicza et al. (1994). PODSUMOWANIE WYNIKÓW Na użytek niniejszej pracy w analizie wyników datowania obiema metodami przyjęto podejście statystyczne. Daty TL otrzymane dla obiektów ceramicznych są prezentowane w zwartej formie skumulowanego rozkładu prawdopodobieństwa. Rozkład dla jednej próbki można interpretować jako rozkład prawdopodobieństwa prawdziwego wieku próbki, jeżeli został zmierzony jej wiek TL. Pojedyncze rozkłady zsumowano i unormowano, otrzymując w ten sposób skumulowany rozkład prawdopodobieństwa. Rozkład skumulowany można interpretować jako odpowiadający intensywności ludzkiej aktywności mierzonej wzrostem lub spadkiem produkcji wyrobów ceramicznych, a ostatecznie większą lub mniejszą 185
Andrzej Bluszcz, Mieczysław F. Pazdur Tabela 3 Stanowisko Haćki, wyniki datowania TL Lp. Nr laboratoryjny Plateau Dawka roczna AD Wiek Tl. [mg/a] [Gy] Pat BP] Typ 1 GdTL-275 HTP 4,21 ±0,30 15,4 ±10,5 3610 ±2500 P 2 GdTL-276 HTP 4,94 ±0,32 15,6 ±4,2 3120 ±1030 P 3 LTP 11,0±3,8 2190±950 4 GdTL-285 HTP 3,84 ±0,30 6,9 ±0,6 1770 ± 210 P 5 GdTL-286 HTP 4,30 ±0,31 9,4 ±2,0 2160 ±500 P 6 GdTL-288 HTP 4,31 ±0,31 8,2 ± 1,3 1870±330? 7 LTP 3,5±1,2 770 ±290 8 GdTL-273 HTP 4,27 ±0,31 6,2 ±0,8 1400 ± 220 M 9 GdTL-274 HTP 4,04 ±0,30 20,2 ±2,6 4980 ±750 M 10 GdTL-277 HTP 5,09 ±0,33 7,9 ±0,9 1510±210 M 11 GdTL-278 HTP 4,44 ±0,31 6,7 ±0,8 1470 ±210 M 12 LTP 4,6 ±0,5 1000± 140 13 GdTL-279 HTP 5,34 m 0,34 7,7 ±0,5 1400± 140 M 14 LTP 3,7 ±0,2 650 ±100 15 GdTL-280 HTP 4,67 ±0,32 10,5 ±0,4 2200± 190 M 16 LTP 7,1 ±1,1 1480 ±270 17 GdTL-281 HTP 5,46 ±0,35 18,9 ±3,0 3420 ± 610 M 18 LTP 9,7 ±0,3 1730 ± 140 19 GdTL-282 HTP 5,37 ±0,33 21,9 ±3,0 3040 ±470 M 20 LTP 4,8 ± 1,2 820 ±220 21 GdTL-283 HTP 4,94 ±0,32 6,6 ±0,3 1290± 100 M 22 GdTL-284 HTP 3,93 ±0,30 11,4 ± 7,6 2860 ± 2000 M 23 LTP 6,9 ±2,7 1710± 700 24 GdTL-287 HTP 4,29 ±0,30 6,8 ± 1 ^ 1540 ±300 M 25 LTP 3,8 ±0,1 840 ± 70 HTP -plateauwysokotemperaturowe, LTP -plateauniskotemperaturowe, P - ceramika zidentyfikowana jako pomorska (III-II wiek ВС), MTL - ceramika wczesnośredniowieczna (VI VII wiek AD). 186
Porównanie typologicznego datowania... Tabela 4 Stanowisko Haćki, konwencjonalne wyniki datowania C14 Lp. Nr laboratoryjny Wiek Cu [lat BPj Lp- Nr laboratoryjny Wiek Cu [lat BP] 1 Gd-3287 1930 ± 50 13 Gd-5020 2300 ±50 2 Gd-5200 2330 ±50 14 Gd-5201 2390 ±50 3 Gd-2749 2240 ±90 15 Gd-5199 2230 ±35 4 Gd-5402 2830 ±50 16 Gd-3483 2180±35 5 Gd-3482 2360 ±30 17 Gd-3484 2305 ±35 6 Gd-5019 1620 ±40 18 Gd-5399 1900 ±50 7 Gd-5218 1590±50 19 Gd-5219 1480 ±60 8 Gd-5397 4180 ±60 20 Gd-3475 1610±45 9 Gd-3477 1370± 100 21 Gd-3479 1450 ±120 10 Gd-5744 1810 ± 70 22 Gd-5400 1910± 50 11 Gd-4176 2870 ±70 23 Gd-3480 1285 ± 35 12 Gd-3474 1455 ± 30 24 Gd-3481 1450 ± 30 Stanowisko Kamieniec, wyniki datowania TL Tabela 5 LP- Nr laboratoryjny Dawka roczna AD Wiek TL [mgy/a] [Gy] Pat BPj Typ 1 GdTL-304 3,56 ± 0,22 4,17 Ě 0,60 1130± 170 M 2 GdTL-305 3,81 ± 0,25 <2 <530 M 3 GdTL-306 3,39 ± 0,20 5,15 ± 0,57 1480± 180 M 4 GdTL-307 3,52 ± 0,22 4,26 ± 1,05 1170 ± 300 M 5 GdTL-308 3,15± 0,20 4,11 ± 0,54 1260± 180 M 6 GdTL 3,15 ± 0,20 3,06 ± 0,60 930± 190 M 7 GdTL-310 3,26 ± 0,20 3,81 ± 0,98 1130± 300 M 8 GdTL-311 2,77 ± 0,20 7,92 ± 1,56 2820 ± 570 L 9 GdTL-312 2,46 ± 0,25 8,58 ± 1,12 3450± 480 L 10 GdTL-313 2,66 ±0,25 7,02 ± 2,11 2600 ± 790 L 11 GdTL 2,92 ± 0,25 10,81 ± 0,78 3660± 310 L 12 GdTL-315 2,71 ± 0,25 8,72 ± 0,43 3180 ± 200 L 13 GdTL-316 2,61 ± 0,25 8,65 ± 1,19 3270 ± 470 L L - ceramika zidentyfikowana jako łużycka (VII-V wiek ВС). M -ceramika wczesnośredniowieczna (VIIHX wiek AD). 187
Andrzej Bluszcz, Mieczysław F. Pazdur Stanowisko Kamieniec, konwencjonalne wyniki datowania C14 Tabela 6 Lp- Nr laboratoryjny Wiek Cu [lat BP] Kontekst kulturowy 1 Gd-5466 1160± 50 wczesne średniowiecze VIIMXwiekAD 2 Gd-3466 1250 ± 30 3 Gd-3456 1285 ± 30 4 Gd-5467 1310± 40 5 Gd-5468 1330 ± 50 6 Gd-5464 2560 ± 40 kultura łużycka VII-VwiekBC 7 Gd-2983 2580 ± 80 liczbą znajdywanych fragmentów o określonym wieku. Założenie takie wymaga spełnienia dwóch warunków. Po pierwsze, liczba dat składających się na skumulowany rozkład prawdopodobieństwa powinna być odpowiednio duża, by zapewnić jego statystyczną istotność. Po drugie, fragmenty ceramiki powinny tworzyć próbę losową pobraną z całego stanowiska. Można mieć wątpliwości co do spełnienia drugiego warunku, ponieważ fragmenty ceramiki są pobierane zwykle zgodnie z archeologiczną wiedzą o stanowisku. Jednak analiza a posteriori otrzymanych dat wskazuje, że warunek losowości jest spełniony w zadowalającym stopniu. Konwencjonalne daty radiowęglowe otrzymane dla próbek pobranych z każdego stanowiska zostały skalibrowane przy pomocy oryginalnego programu komputerowego opracowanego w Laboratorium С14 w Gliwicach (Pazdur i Michczyńska, 1989). Rezultatem kalibracji jest rozkład prawdopodobieństwa kalendarzowego wieku próbki, odpowiadający precyzji datowania i kształtowi krzywej kalibracyjnej. Jeżeli procedurę kalibracji powtórzyć dla zestawu dat konwencjonalnych, można, podobnie jak poprzednio, otrzymać skumulowany rozkład prawdopodobieństwa. Pod warunkami podobnymi do dyskutowanych powyżej, rozkład dat kalibrowanych można interpretować podobnie jak rozkład dat TL. Zamieszczone ryciny 1,2,3 przedstawiają skumulowane rozkłady prawdopodobieństwa wieku otrzymane dla każdego stanowiska na podstawie wyników datowania metodami TL i С14. Oprócz nich zazna- 188 czono okresy określone za pomocą datowania archeologicznego.
Porównanie typologicznego datowania... Calendar years AD/ВС 1600 1200 800 400 0 Calendar years BP Rye. 1. Rozkłady prawdopodobieństwa wieku próbek ze stanowiska w Wolinie otrzymane metodami radiowęgla (grubsza linia) i termoluminescencji (cieńsza linia). Rozkłady tworzy 6 dat C14 i 8 dat TL. Pionowe linie ograniczają okres przewidywany na podstawie datowania archeologicznego Calendar years AD/ВС 1000 0-1000 -2000-3000 -4000 Calendar years BP Rye. 2. Rozkłady prawdopodobieństwa wieku próbek ze stanowiska w Haćkach otrzymane metodami radiowęgla (grubsza linia) i termoluminescencji (cieńsza linia). Rozkłady tworzą 24 daty C14 i 25 dat TL. Pionowe linie ograniczają okresy przewidywane na podstawie datowania archeologicznego 189
Andrzej Bluszcz, Mieczysław F. Pazdur Calandar умга ADfBC 1000 0-1000 -2000-3000 -4000 Calendar years BP Rye. 3. Rozkłady prawdopodobieństwa wieku próbek ze stanowiska w Kamieńcu otrzymane metodami radiowęgla (grubsza linia) i termoluminescencji (cieńsza linia). Rozkłady tworzy 7 dat Си i 12 dat TL. Pionowe linie ograniczają okresy przewidywane na podstawie datowania archeologicznego W przypadku stanowiska Wolin-Port maksimum rozkladu wieku С14 zgadza się z okresem przewidywanym archeologicznie dla opróbowanych warstw kulturowych. Inne daty Ci4 wskazują jednak, że albo warstwy zostały mylnie przypisane IX i X wiekowi AD, albo, co bardziej prawdopodobne, zawierają one mieszaninę materiału pochodzącego z różnych okresów. Potwierdzają to także datowania TL, które generalnie zgadzają się z datowaniem C14 z wyjątkiem tego, że żadna data TL nie przypada na przewidywany okres. Oba rozkłady otrzymane dla stanowiska w Haćkach zgadzają się ze sobą bardzo dobrze, z wyjątkiem grupy dat TL około 1100-1200 AD. W obu rozkładach da się wyróżnić pięć wyraźnych okresów, gdy tylko dwa spośród nich są przewidziane przez metody archeologiczne. Dowodzi to wyraźnie, że tradycyjne metody nie mogą być używane bez niezależnej kontroli ze strony metod datowania 190 bezwzględnego. To stanowisko jest również przykładem, że, zdawało-
Porównanie typologicznego datowania... by się, jednorodna warstwa kulturowa zawiera w rzeczywistości bogatą mieszankę artefaktów pochodzących z wszystkich okresów zasiedlenia stanowiska. W przypadku stanowiska Kamieniec rozklady dat TL i С14 też są zgodne i tym razem również zgodne z przewidywaniami archeologicznymi. Daje się zauważyć grupa starszych dat TL, która może wskazywać, że pierwsze zasiedlenie stanowiska miało miejsce znacznie wcześniej. WNIOSKI Najczęściej wykor2ystywane metody datowania bezwzględnego, metoda radiowęgla С14 (kalibrowana) i metoda termoluminescencyjna TL, mogą dostarc2yć znacznie precyzyjniejszych ocen wieku kultur archeologicznych niż metody tradycyjne oparte na typologii znalezisk archeologicznych i stratygrafii. Te ostatnie mogą prowadzić do niewłaściwych wniosków, zwłaszcza w przypadku stanowisk wielofazowych i ze złożoną stratygrafią. Wszystkie wyniki prezentowane w tym artykule otrzymano w wyniku współpracy z zespołami archeologów, prowadzących prace wykopaliskowe na wymienionych stanowiskach. Studium metodologiczne, a w szczególności program komputerowy do analizy wyników datowania metodą TL i obliczeń skumulowanego rozkładu prawdopodobieństwa, było wykonane w ramach projektu badawczego KBN Nr 6 6276 91 02. BIBLIOGRAFIA Abłamowicz D.. 1991: Chronologia grodziska w Kamieńcu, gm. Zbrosławice. woj. katowickie..śląskie Prace Prahistoiyczne", t. 2. s. 207-218 Abłamowicz D.. Bluszcz A.. Pazdur A.. Pazdur M.F.. 1993: Datowanie metodami radiowęgla i termoluminescencji wielokulturowego stanowiska w Kamieńcu, woj. katowickie..zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej". Seria Mat.-Fiz...Geochronometria" Nr 9. s. 85-100 191
Andrzej Bluszcz, Mieczysław F. Pazdur Bluszcz A., Pazdur M.F.. 1993: Datowanie metodą termoluminescençj i zabytkowej ceramiki z grodziska w Haćkach na Podlasiu..Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej", Seria Mat.-Fiz., Geochronometria" Nr 9, s. 47-64 Kobyliński Z., 1989: Chronologia osadnictwa w Haćkach na Podlasiu: przestanki archeologiczne i radiowęglowe..zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej", Seria Mat.-Fiz.,.Geochronometria" Nr 6. s. 165-173 Pazdur M.F.. Awsiuk R. Goslar T., Pazdur A.. 1994a: Chronologia radiowęglowa początków osadnictwa i żeglugi u ujścia Odry..Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej". Seria Mat.-Fiz...Geochronometria" Nr 9, s. 127- -195 Pazdur M.F.. Awsiuk R.. Goslar T.. Pazdur A., 1994b: Chronologia radiowęglowa stanowiska w Haćkach na Podlasiu..Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej". Seria Mat.-Fiz...Geochronometria" Nr 9. s. 27-46 Pazdur M.F., Michczyńska D.. 1989: Improvement oj the procedure for probabilistic calibration oj radiocarbon dates..radiocarbon", v. 31. s. 824-832 192